一種無人生產(chǎn)線設(shè)備進給軸電流數(shù)據(jù)自動采集方法及系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)屬于機械制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及生產(chǎn)線數(shù)控設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)自動采集技術(shù)，具體涉及一種無人生產(chǎn)線設(shè)備進給軸電流數(shù)據(jù)自動采集方法以及用于實現(xiàn)該方法的自動采集系統(tǒng)

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種無人生產(chǎn)線設(shè)備進給軸電流數(shù)據(jù)自動采集方法及系統(tǒng)


[0001]本專利技術(shù)屬于機械制造
，涉及生產(chǎn)線數(shù)控設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)自動采集技術(shù)，具體涉及一種無人生產(chǎn)線設(shè)備進給軸電流數(shù)據(jù)自動采集方法以及用于實現(xiàn)該方法的自動采集系統(tǒng)
。

技術(shù)介紹

[0002]智能化生產(chǎn)需求催生了無人生產(chǎn)線的大規(guī)模應(yīng)用，無人生產(chǎn)線在飛機結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)質(zhì)量方面效果顯著，是先進戰(zhàn)機高效生產(chǎn)的利器
。
數(shù)控機床是無人生產(chǎn)線的基本組成單元，為提高設(shè)備可靠性
、
保障產(chǎn)品質(zhì)量，定期提取反映數(shù)控機床健康狀態(tài)的信號進行監(jiān)測很有必要
。
電流信號揭示數(shù)控機床電機功率信息，可在一定程度上反映負載情況，如傳動鏈磨損
、
軸承松動等原因引起的負載突變，可通過電流信號來判斷進給軸的健康信息
。
[0003]目前，國外先進數(shù)控機床大多通過監(jiān)測電流數(shù)據(jù)來對切削過程中的異常負載進行監(jiān)測和識別，并進行報警，在刀具保護
、
設(shè)備穩(wěn)定運行方面效果明顯
。
由此可見，監(jiān)測電流數(shù)據(jù)對提升生產(chǎn)線的可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量很有必要
。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中公開了多種電流數(shù)據(jù)監(jiān)測的技術(shù)方案
。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)1：專利（申請）號為
CN201110131129.2
的中國專利技術(shù)專利，通過觸頭觸發(fā)信號
、
手動運行模式啟動而觸發(fā)自動測試程序停止的技術(shù)方案獲取了相關(guān)數(shù)據(jù)，整個過程是一個半自動化的過程r/>。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)2：專利（申請）號為
CN201811069400.2
的中國專利技術(shù)專利，通過傳感器采集了主軸電流信號
。
但該技術(shù)方案需要安裝額外的電流傳感器，增加設(shè)備投入成本
。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)3：專利（申請）號為
CN202010242224.9
的中國專利技術(shù)專利，通過
DNC
系統(tǒng)采集進給軸的電流數(shù)據(jù)
。
但該方法僅能用于連接了
DNC
系統(tǒng)的設(shè)備
。
再者，該方案采集頻率低，電流數(shù)據(jù)無法用于后續(xù)進給軸健康狀態(tài)分析
。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)4：專利（申請）號為
CN201911012085.4
的中國專利技術(shù)專利，通過
NC
代碼觸發(fā)進行數(shù)控機床數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)和外加傳感器數(shù)據(jù)采集
。
該方法并不能實現(xiàn)在多任務(wù)多約束條件下的生產(chǎn)線各數(shù)控機床上實現(xiàn)電流數(shù)據(jù)的高效自動采集
。
[0009]由于無人生產(chǎn)線存在“設(shè)備數(shù)量多
、
任務(wù)繁重
、
條件復(fù)雜”的特性，上述現(xiàn)有技術(shù)都不適用無人生產(chǎn)線中數(shù)控機床各進給軸運行過程中的電流數(shù)據(jù)采集的需求，需要提出更符合無人生產(chǎn)線特性的數(shù)控機床各進給軸電流數(shù)據(jù)采集方案
。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0010]本專利技術(shù)針對現(xiàn)有技術(shù)不適用無人生產(chǎn)線中數(shù)控機床各進給軸運行過程中的電流數(shù)據(jù)采集需求的不足，提出一種無人生產(chǎn)線設(shè)備進給軸電流數(shù)據(jù)自動采集方法以及用于實現(xiàn)該方法的自動采集系統(tǒng)，一方面，通過預(yù)先配置待監(jiān)測電流信號的采集條件和采集電流信號時各進給軸對應(yīng)的軌跡參數(shù)以及設(shè)置啟停指令，形成的電流數(shù)據(jù)采集程序能夠自動檢
測電流數(shù)據(jù)，無需配置額外的電流傳感器也不需要配置
DNC
系統(tǒng)；另一方面，根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)和數(shù)據(jù)采集任務(wù)協(xié)同排程，從而實現(xiàn)多任務(wù)多約束條件下的生產(chǎn)線數(shù)控機床各軸電流數(shù)據(jù)的自動采集
。
[0011]本專利技術(shù)具體實現(xiàn)內(nèi)容如下
。
[0012]一
、
本專利技術(shù)提供了一種無人生產(chǎn)線設(shè)備進給軸電流數(shù)據(jù)自動采集方法
。
[0013]首先，預(yù)先配置待監(jiān)測電流信號的采集條件和采集電流信號時各進給軸對應(yīng)的軌跡參數(shù)，將采集條件形成電流信號采集配置文件，將各進給軸對應(yīng)的軌跡參數(shù)編譯成運行軌跡程序段，設(shè)置用于啟動或停止加載配置文件和采集數(shù)據(jù)的啟停指令，并將啟停指令嵌入運行軌跡程序段的起點和終點，形成電流數(shù)據(jù)采集程序，并將電流數(shù)據(jù)采集程序發(fā)送給生產(chǎn)線管控系統(tǒng)進行統(tǒng)籌調(diào)度
。
[0014]然后，在多任務(wù)多約束條件下，以生產(chǎn)任務(wù)和數(shù)據(jù)采集任務(wù)協(xié)同執(zhí)行所耗費的時間最短為優(yōu)化目標(biāo)，制定數(shù)據(jù)采集排程計劃，并根據(jù)生產(chǎn)線運行狀態(tài)將電流數(shù)據(jù)采集程序發(fā)送至滿足電流信號采集要求的數(shù)控機床
。
[0015]數(shù)控機床收到電流數(shù)據(jù)采集程序后，自動執(zhí)行該電流數(shù)據(jù)采集程序，驅(qū)動各進給軸按照既定的軌跡參數(shù)運動，同時采集數(shù)控機床各進給軸運動過程對應(yīng)的電流數(shù)據(jù)，一系列電流數(shù)據(jù)存儲為電流數(shù)據(jù)文件并上傳至生產(chǎn)線管控系統(tǒng)
。
[0016]進一步地，所述采集條件包括軸信息
、
數(shù)據(jù)名稱
、
觸發(fā)方式
、
采集頻率
、
存儲量；其中，采集頻率為
500Hz。
[0017]進一步地，所述軌跡參數(shù)包括運行范圍
、
運行速度
、
聯(lián)動方式
。
[0018]進一步地，所述啟停指令包括用于啟動配置文件加載及數(shù)據(jù)采集的啟動指令
M32
和用于停止配置文件加載及數(shù)據(jù)采集的停止指令
M33。
所述啟動指令記為
M32
，嵌入運行軌跡程序段的起點；所述停止指令記為
M33
，嵌入運行軌跡程序段的終點
。
[0019]進一步地，所述生產(chǎn)線運行狀態(tài)包括已完成生產(chǎn)任務(wù)狀態(tài)
、
新派發(fā)生產(chǎn)任務(wù)狀態(tài)
、
插單生產(chǎn)任務(wù)狀態(tài)
、
工裝安裝狀態(tài)
、
數(shù)據(jù)采集任務(wù)狀態(tài)
、
設(shè)備故障狀態(tài)
。
[0020]為了更好的說明本專利技術(shù)，進一步地，所述自動采集方法中，在制定數(shù)據(jù)采集排程計劃時，采用下列四個約束條件獲取生產(chǎn)任務(wù)和數(shù)據(jù)采集任務(wù)協(xié)同執(zhí)行所耗費的時間的最優(yōu)值；約束條件一：任意時刻在一臺數(shù)控機床上只能執(zhí)行一個任務(wù)的一個工序；約束條件二：每個任務(wù)可以被生產(chǎn)線內(nèi)任一數(shù)控機床加工；約束條件三：各任務(wù)之間相互獨立，沒有先后順序要求；約束條件四：每個工作日內(nèi)生產(chǎn)線每臺數(shù)控機床需完成一次電流數(shù)據(jù)采集任務(wù)
。
[0021]為了更好的說明本專利技術(shù)，進一步地，所述自動采集方法中，判斷某一數(shù)控機床是否滿足電流信號采集要求時，從數(shù)控機床的性能參數(shù)和數(shù)控機床的運行狀態(tài)兩大方面來判斷
。
[0022]也就是說，滿足電流信號采集要求的數(shù)控機床，其數(shù)控機床的性能參數(shù)滿足電流信號采集配置文件中包含的采集條件，數(shù)控機床的運行狀態(tài)至少具備以下三個條件：條件一：當(dāng)前數(shù)控機床沒有執(zhí)行相關(guān)生產(chǎn)計劃；條件二：當(dāng)前數(shù)控機床工作臺上沒有相關(guān)工裝干涉；條件三：當(dāng)前數(shù)控機床沒有處于不能運動的故障狀態(tài)
。
[0023]進一步地，采用迭代優(yōu)化的方本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.
一種無人生產(chǎn)線設(shè)備進給軸電流數(shù)據(jù)自動采集方法，其特征在于，首先，預(yù)先配置待監(jiān)測電流信號的采集條件和采集電流信號時各進給軸對應(yīng)的軌跡參數(shù)，將采集條件形成電流信號采集配置文件，將各進給軸對應(yīng)的軌跡參數(shù)編譯成運行軌跡程序段，設(shè)置用于啟動或停止加載配置文件和采集數(shù)據(jù)的啟停指令，并將啟停指令嵌入運行軌跡程序段的起點和終點，形成電流數(shù)據(jù)采集程序，并將電流數(shù)據(jù)采集程序發(fā)送給生產(chǎn)線管控系統(tǒng)進行統(tǒng)籌調(diào)度；然后，在多任務(wù)多約束條件下，以生產(chǎn)任務(wù)和數(shù)據(jù)采集任務(wù)協(xié)同執(zhí)行所耗費的時間最短為優(yōu)化目標(biāo)，制定數(shù)據(jù)采集排程計劃，并根據(jù)生產(chǎn)線運行狀態(tài)將電流數(shù)據(jù)采集程序發(fā)送至滿足電流信號采集要求的數(shù)控機床；數(shù)控機床收到電流數(shù)據(jù)采集程序后，自動執(zhí)行該電流數(shù)據(jù)采集程序，驅(qū)動各進給軸按照既定的軌跡參數(shù)運動，同時采集數(shù)控機床各進給軸運動過程對應(yīng)的電流數(shù)據(jù)，一系列電流數(shù)據(jù)存儲為電流數(shù)據(jù)文件并上傳至生產(chǎn)線管控系統(tǒng)
。2.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人生產(chǎn)線設(shè)備進給軸電流數(shù)據(jù)自動采集方法，其特征在于，所述采集條件包括軸信息
、
數(shù)據(jù)名稱
、
觸發(fā)方式
、
采集頻率
、
存儲量；其中，采集頻率為
500Hz。3.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人生產(chǎn)線設(shè)備進給軸電流數(shù)據(jù)自動采集方法，其特征在于，所述軌跡參數(shù)包括運行范圍
、
運行速度
、
聯(lián)動方式
。4.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人生產(chǎn)線設(shè)備進給軸電流數(shù)據(jù)自動采集方法，其特征在于，所述啟停指令包括用于啟動配置文件加載及數(shù)據(jù)采集的啟動指令
M32
和用于停止配置文件加載及數(shù)據(jù)采集的停止指令
M33
；所述啟動指令嵌入運行軌跡程序段的起點；所述停止指令嵌入運行軌跡程序段的終點
。5.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人生產(chǎn)線設(shè)備進給軸電流數(shù)據(jù)自動采集方法，其特征在于，所述生產(chǎn)線運行狀態(tài)包括已完成生產(chǎn)任務(wù)狀態(tài)
、
新派發(fā)生產(chǎn)任務(wù)狀態(tài)
、
插單生產(chǎn)任務(wù)狀態(tài)
、
工裝安裝狀態(tài)
、
數(shù)據(jù)采集任務(wù)狀態(tài)
、
設(shè)備故障狀態(tài)
。6.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人生產(chǎn)線設(shè)備進給軸電流數(shù)據(jù)自動采集方法，其特征在于，制定數(shù)據(jù)采集排程計劃時，采用下列四個約束條件獲取生產(chǎn)任務(wù)和數(shù)據(jù)采集任務(wù)協(xié)同執(zhí)行所耗費的時間的最優(yōu)值；約束條件一：任意時刻在一臺數(shù)控機床上只能執(zhí)行一個任務(wù)的一個工序；約束條件二：每個任務(wù)可以被生產(chǎn)線內(nèi)任一數(shù)控機床加工；約束條件三：各任務(wù)之間相互獨立，沒有先后順序要求；約束條件四：每個工作日內(nèi)生產(chǎn)線每臺...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陶文堅，朱紹維，李穎，費亞，周昕，李海，陳學(xué)振，蔣云峰，陳鑫進，
申請(專利權(quán))人：成都飛機工業(yè)集團有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：